Двигатели и приводы для военного применения

Официальный поставщик продукции Leroy-Somer

На протяжении большей части своей истории военная технология был озабочен механикой грубой силы: взрывчаткой, огневой мощью, броней. Его традиционное оборудование в значительной степени зависит от ручного управления, обычно в экстремальных условиях, и слишком часто является старомодным. Было сказано, что военные инженеры склонны проектировать для последней войны.

Электронных систем все еще, возможно, меньше, чем можно было бы ожидать при общем разнообразии военной техники. Однако есть признаки того, что времена меняются. Последние десятилетия принесли вооруженным силам осознание преимуществ точного управления движением и новое понимание необходимости эффективных режимов.

Результатом является то, что в ряде военных применений все чаще используются двигатели и приводы. Некоторые ситуации, в которых электрические устройства используются военными, имеют очевидные гражданские эквиваленты. Вентиляционные установки, например, являются необходимым компонентом полевых госпиталей и других палаточных систем; их приводы с регулируемой скоростью вращения работайте более или менее усердно, чтобы поддерживать поток воздуха, в зависимости, например, от давления в фильтре или высоты над уровнем моря.

Другой применение двигателей и приводов носят специфически военный характер. Радиолокационные системы, например, требуют охлаждающие вентиляторы. Сами антенны радара позиционируются двигателями, которые должны быстро разгоняться и замедляться, мгновенно и точно реагируя на системы управления. То же самое относится и к вращающимся компонентам орудийных башен на боевых машинах.

Помимо скорости и эффективности, военные операции иногда требуют низкого уровня шума. Например, существенным требованием к противолодочным судам является то, чтобы они при необходимости сводили к минимуму шум, излучаемый под водой. Комбинированные дизель-электрические и газовые силовые установки позволяют это сделать. Газовая турбина обеспечивает мощность, необходимую кораблю в движении для достижения максимальной скорости; но когда ему нужно перейти в режим скрытности, на смену приходят дизельные генераторы. Они подают электрический ток на силовые двигатели, а приводы с переменной скоростью изменяют частоту в соответствии со скоростью движения судна.

Использование VSD для этой цели является относительно недавним нововведением. На старых судах переменные напряжения для движителей достигаются с помощью тиристорный преобразователь чтобы исправить поступающий переменный ток. Конструкции обеих систем должны сводить к минимуму гармоники, генерируемые импульсными модуляциями, чтобы сохранить характеристики шума как можно более низкими.

Такие гибридные системы обеспечивают значительную экономию энергии. Военно-морские фрегаты теперь способны преодолевать гораздо большие расстояния между дозаправками, чем когда-либо прежде. А расход топлива является серьезной проблемой для вооруженных сил. Вооруженные силы Соединенных Штатов являются крупнейшим покупателем нефти в мире, получая сотни тысяч баррелей в день. Обеспечение топливом сильно влияет на то, сколько оборудования необходимо доставить в зону конфликта, и на логистическую сеть, которую необходимо создать там.

Вопросительные знаки по поводу устойчивости такого положения дел заставили многих предсказать более электрическое будущее для военной техники в целом и для армейских транспортных средств в частности.

Обычные танки, например, неповоротливы, особенно медленно разгоняются, и тяжеловесы, способные, по мере того как вооружение становится более мощным, становиться еще тяжелее. Некоторые считают, что прогресс обречен на постепенный отказ от этих обычных машин и их замену новым поколением небольших, легких транспортных средств с электрическим приводом, способных быстрее разгоняться, работать тише и значительно экономить топливо.

Были предприняты некоторые усилия, чтобы исправить этот сценарий с помощью гибридных генераторов. Однако по мере того, как потребности армий в электричестве увеличиваются и диверсифицируются, есть те, кто предполагает более радикальные решения, такие как портативные микросетки.

Как вооруженные силы США, так и Великобритании вкладывают значительные средства в электрификация. В конце концов, заглядывая в будущее, такие инвестиции являются предварительным условием для внедрения технологии Четвертой промышленной революции. Сенсорные системы, обработка данных и элементы автоматизации — все это делает военную работу умнее, эффективнее и безопаснее. Дистанционно управляемые или полностью автономные роботы, если взять самый очевидный пример, уже произвели революцию в области наблюдения и технического обслуживания.

Однако прогресс в этом секторе, естественно, требует больших усилий. Военные версии электронная технология по своей конструкции они значительно более мощные и прочные, чем даже их промышленные аналоги. Например, системы электропривода бронированных автомобилей имеют примерно в десять раз больший крутящий момент, чем обычные потребительские модели. Военный стандарт США на электронные и электротехнические детали (MIL-STD-202) предписывает, чтобы оборудование было способно выдерживать термические и взрывные удары, истирание песком и солью и многое другое.

Тем не менее, по мере того, как вооруженные силы во всем мире постепенно снижают свою зависимость от ископаемого топлива и постепенно переводят ассортимент своего оборудования в цифровую эпоху, их использование электроприводов и двигателей становится все более разнообразным и обширным.